1、陆地与海洋
1784年，英国着名天文学家威廉·赫歇尔指出，火星上的暗色区域是海洋，较为明亮的区域则是陆地。他猜测火星上可能居住着智能生物，它们“可能享受着与我们类似的环境”。
赫歇尔的理论流行了一个世纪，更有天文学家声称观测到火星明亮区域的植被。赫歇尔是幸运的，他对天文学研究做出的其他贡献让他获得很多荣誉，有两架功能强大的望远镜正是以他的名字命名。凭借自己取得的成就，他仍可以在自传中提及有关火星人的理论，但最好还是放在最不显眼的地方，以免贻笑大方。
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2、沟渠与运河
在1877年火星与地球亲密接触时，意大利天文学家乔瓦尼·齐亚巴雷利借助自己的望远镜观察到火星表面存在凹槽或者说水道。他以意大利单词“eanali”对其进行命名，但翻译成英语时却变成“Canals”(意为运河)，导致很多人误认为火星上有智能生物存在，正是它们修建了运河。
1895年，天文学家珀西瓦尔·洛厄尔在《火星》中刊登了火星运河的草图，后又于1908年在其第二本着作《火星生命的居所》中提出他的火星生命理论。
在洛厄尔的推波助澜下，“火星运河”这种误解进一步加深。历史学家表示，人们对苏伊士运河的狂热也进一步增强了这种错觉。在1869年，人类工程史上的奇迹苏伊士运河竣工。
20世纪初，火星运河理论最终被揭穿，科学家证实所谓的“运河”不过是一种错觉。在使用性能较差的望远镜进行观察时，火星表面的山脉和陨坑似乎连成一线，形成所谓的“运河”。随后，科学家对来自火星的光线进行光谱分析后发现，火星表面并不存在水。
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